https://blogs.sas.com/content/iml/2012/02/15/what-is-mahalanobis-distance.html https://blogs.sas.com/ iml/2012/02/08/.html https://stats.stackexchange.com/questions/62092/bottom-to-top-explanation-of-the-mahalanobis-distance
马氏距离(Mahalanobis distance)是由印度统计学家马哈拉诺比斯(P. C. Mahalanobis)提出的,表示点与一个分布之间的距离。
在判别法中根据不同的功能需求,会经常用到dist()、mahalanobis()和wmd()这三个函数。 2 mahalanobis()函数 不难发现,函数dist()不能用于计算马氏距离,下面介绍一个专门用于计算马氏距离的函数: mahalanobis(), 其基本书写格式为: mahalanobis(x 3 wmd()函数 上述介绍的两个函数均返回距离值,而不能直接判别,下面介绍一个可直接用于判别的函数: wmd(), 该函数存在于WMDR包中,可用于实现加权马氏距离的判别,它利用函数mahalanobis 下面利用函数mahalanobis()计算马氏距离: > ma1<-mahalanobis(dtest,colMeans(d1[,1:4]),cov(d1[,1:4])) > ma2<-mahalanobis (dtest,colMeans(d2[,1:4]),cov(d2[,1:4])) > ma3<-mahalanobis(dtest,colMeans(d3[,1:4]),cov(d3[,1:4])) >
if (var.equal == TRUE || var.equal == T){ S <- var(rbind(TrnX1,TrnX2)); beta <- 2*log(rate) w <- mahalanobis (TstX, mu2, S) - mahalanobis(TstX, mu1, S) } else{ S1 <- var(TrnX1); S2 <- var(TrnX2) beta <- 2*log(rate) + log(det(S1)/det(S2)) w <- mahalanobis(TstX, mu2, S2) - mahalanobis(TstX, mu1, S1 <- matrix(0, nrow=g, ncol=nx) if (var.equal == TRUE || var.equal == T){ for (i in 1:g){ d2 <- mahalanobis )) D[i,] <- d2 - 2*log(p[i]) } } else{ for (i in 1:g){ S <- var(TrnX[TrnG==i,]) d2 <- mahalanobis
if (var.equal == TRUE || var.equal == T){ S <- var(rbind(TrnX1,TrnX2)); beta <- 2*log(rate) w <- mahalanobis (TstX, mu2, S) - mahalanobis(TstX, mu1, S) } else{ S1 <- var(TrnX1); S2 <- var(TrnX2) beta <- 2*log(rate) + log(det(S1)/det(S2)) w <- mahalanobis(TstX, mu2, S2) - mahalanobis(TstX, mu1, S1 <- matrix(0, nrow=g, ncol=nx) if (var.equal == TRUE || var.equal == T){ for (i in 1:g){ d2 <- mahalanobis )) D[i,] <- d2 - 2*log(p[i]) } } else{ for (i in 1:g){ S <- var(TrnX[TrnG==i,]) d2 <- mahalanobis
二、马氏距离(Mahalanobis Distance) 1.定义 马氏距离(Mahalanobis distance)是由印度统计学家马哈拉诺比斯(P. C. Mahalanobis)提出的,表示点与一个分布之间的距离。它是一种有效的计算两个未知样本集的相似度的方法。
实际上马氏距离也是统计算法,点到基础分布的Mahalanobis距离与点的概率直接相关 综上所述,两种基于统计模型的异常点检测方法,需要建立在标准的统计学技术(如分布 参数的估计)之上。 基于邻近度的异常点检测 马氏距离 对于一个多维数据集 ,假设至是均值向量,那么对于数据集 中的其他对象 ,从 到数据均值(质心)的 Mahalanobis 距离(马氏距离)为: 其中, 容易证明: 点到基础分布的Mahalanobis距离与点的概率直接相关,等于点的概率密度的对数加上一个常数。因此,可以对Mahalanobis距离进行排序,距离大的,就可以认为是异常点。
具体而言,他们定义了一种特殊的高斯混合分布 Max-Mahalanobis,并且理论性地证明了如果输入分布是 MMD,那么线性判别分析(LDA)对于对抗样本有非常好的鲁棒性。 简单而言,该网络将复杂的输入数据分布映射到服从 Max-Mahalanobis 分布的隐藏特征空间,并使用 LDA 做最后的预测。 因此该网络重要的是理解 Max-Mahalanobis 分布,以及为什么它能防御对抗样本。 ? 为了迫使神经网络最后一层隐向量 z 服从 Max-Mahalanobis 分布,我们需要限制标签的分布为: ? 其中每个类别的先验概率 π 与均值 μ* 都是根据 MMD 预定义的,再根据上式而不是常用的 Softmax 函数来预测类别就相当于引入了 Max-Mahalanobis 分布。
cityblock, canberra, euclidean, \ minkowski, braycurtis, correlation, chebyshev, jensenshannon, mahalanobis except Exception as e: return 0 if num == 10: try: vec_mahalanobis = mahalanobis(query_vec, title_vec) return vec_mahalanobis except Exception as e data.progress_apply( lambda index: get_w2v(index['q1_words_list'], index['q2_words_list'], 9), axis=1) data['vec_mahalanobis
is a row vetor if length(varargin)==4 method='euclidean'; elseif length(varargin)==5 method='mahalanobis case 'euclidean' p=length(f); D=sqrt(sum(abs(f-repmat(m,p,1)).^2,2)); case 'mahalanobis ' C=varargin{5}; D=mahalanobis(f,C,m); otherwise error('Unknown segmentation
另一个函数是mahalanobis(),专门用来计算马氏距离,其调用格式为 mahalanobis(x, center,cov,inverted=FALSE,…) 其中x是样本数据的向量或矩阵;center 目前在程序包WMDB中,函数wmd( )可以实现加权马氏距离判别分析,它利用了上面的函数mahalanobis()进行计算,并返回一个结果表单和准确度的报告,在两个总体和多个总体的条件下均可直接计算。 data/bankruptcy.txt",header=T) > mu=colMeans(B) #对矩阵的列求均值,直接得到各指标的均值 > Sx=cov(B) #计算训练样品 > distance=mahalanobis
明可夫斯基距离(Minkowski Distance) 3.曼哈顿距离(Manhattan Distance) 4.切比雪夫距离(Chebyshev Distance) 5.马哈拉诺比斯距离(Mahalanobis 扩展到多维空间,其实切比雪夫距离就是当p趋向于无穷大时的明氏距离: 5、马哈拉诺比斯距离(Mahalanobis Distance) 既然欧几里得距离无法忽略指标度量的差异,所以在使用欧氏距离之前需要对底层指标进行数据的标准化 ,而基于各指标维度进行标准化后再使用欧氏距离就衍生出来另外一个距离度量——马哈拉诺比斯距离(Mahalanobis Distance),简称马氏距离。
计算最小协方差决定估计器后,可以根据其马氏距离(Mahalanobis distance)给出观测值的权重, 这导致数据集的协方差矩阵的重新加权估计(”reweighting step(重新加权步骤)” See Robust covariance estimation and Mahalanobis distances relevance 马氏距离(Mahalanobis distance),针对协方差估计器
首先我们检验正态性: #检查正态性 center=colMeans(y) n=nrow(y) p=ncol(y) cov=cov(y) d=mahalanobis(y, center, cov) coord =qqplot(qchisq(ppoints(n), df=p), d, ylab="Mahalanobis D2", xlim=c(0,50)) abline(a=0, b=1) 其中mahalanobis
= len(q) d = 0 for x, y in zip(p, q): d = max(d, abs(x - y)) return d 马氏距离 马氏距离(Mahalanobis Mahalanobis)提出的,表示数据的协方差距离。有时也被称为马哈拉诺比斯距离。它是一种有效的计算两个未知样本集的相似度的方法。 import pandas as pd import scipy as sp from scipy.spatial.distance import mahalanobis datadict = { 'country distance mahala['mahala_dist'] = mahala.apply(lambda x: (mahalanobis(x['vector1'], x['vector2'], invcovmx 如果维度相互之间数据相关(例如:身高较高的信息很有可能会带来体重较重的信息,因为两者是有关联的),这时候就要用到马氏距离(Mahalanobis distance)了。
常用距离定义 常用的有欧氏距离,Mahalanobis距离等。欧氏距离是最常见的距离定义,它就是维欧氏空间中两点之间的距离。对于 ? 空间中有两个点x和y,它们之间的距离定义为: ? Mahalanobis距离是一种概率意义上的距离,给定两个向量x和y以及矩阵S,它定义为: ? 要保证根号内的值非负,即矩阵S必须是半正定的。这种距离度量的是两个随机向量的相似度。 当矩阵S为阶单位矩阵I时,Mahalanobis距离退化为欧氏距离。矩阵可以通过计算训练样本集的协方差矩阵得到,也可以通过训练样本学习得到,优化某一目标函数。 距离度量学习 Mahalanobis距离中的矩阵S可以通过对样本的学习得到,这称为距离度量学习。距离度量学习通过样本集学习到一种线性变换,目前有多种实现。
Summary 2.4 Parameter Summary 2.5 Assessment of normality 2.6 Observation farthest from the centroid (Mahalanobis 2.6 Observation farthest from the centroid (Mahalanobis distance) 这里是对模型中变量的异常值检验,同样对应着当初“Output”中我们勾选的 表格第一列“Observation number”是每一个异常值对应的数据编号;“Mahalanobis d-squared”可以视作距离的度量,其越大数据越有可能是异常值。
不要为计算骚挠:R工具快速完成: > W2equal = function(x, mu1, mu2, S){(mahalanobis(x, mu2, S) - mahalanobis(x,mu1,S)
不要为计算骚挠:R工具快速完成: > W2equal = function(x, mu1, mu2, S){(mahalanobis(x, mu2, S) - mahalanobis(x,mu1,S)
image.png 切比雪夫距离 image.png 闵式距离 image.png 马氏距离 马氏距离(Mahalanobis Distance)表示数据的协方差距离。